海温因子对北半球积雪可预报性的显著提升作用

积雪是北半球气候变化中的重要影响因子。相对其他陆面因子而言，积雪有着较强的可预报性，可以作为气候变化预测的重要因子。积雪的可预报性一方面来自于其较强的自身持续性，另一方面也受到海温外强迫因子的影响。中心陆面过程与东亚气候团队朱司光和陈海山教授等利用数值模式结果，分析了自身持续性和海温外强迫因子对于积雪可预报性的相对贡献和影响机制，相关成果已发表于《Climate Dynamics》。

本研究利用气候模式CESM进行了多组集合试验，分析了北半球积雪可预报性的来源。试验的结果表明，在北半球的冬半年（10月-3月），积雪的自身持续性带来的可预报性普遍在1-2个月左右，难以持续到3个月。而在考虑了海温这一主要外强迫因子后，在北美地区北部和整个欧亚大陆地区，积雪可预报性可以有1-2个月左右的提升，尤其是在积雪过渡带区域（图1）。海温对积雪可预报性的提升作用在冬季三个月最明显。进一步分析表明，综合考虑多种海温EOF模态的信息，可以更加显著的提升积雪可预报性。

海温对积雪可预报性的提升要通过海温对各个气象因子的影响来实现。本研究的结果表明，在北美和欧洲地区，海温主要是通过对地表温度的影响来提升积雪的可预报性（图2）。在贝加尔湖附近地区和北美西部山区，海温则是通过对降雪的影响来提高积雪的可预报性。而在东欧地区，海温对入射短波辐射的影响也是积雪可预报性提高的重要因素，这一影响可能是通过对云量的影响来实现的。

图1 集合试验平均结果中10月到次年3月（从上到下）三个超前月份（LM=1,2,3），海温回归模型和自回归模型的决定系数的差值图。图中有颜色的部分都通过了90%置信水平的显著性检验。（图中颜色越红，表示海温因子对积雪可预报性的提升越大）

图2 集合试验平均结果一月不同超前月份（LM=1，3）中，地表温度和积雪的时间相关分布图（上图左列），以及地表温度和典型相关分析得到的海温（SST）贡献序列的时间相关分布图（上图右列）。图中有颜色的部分都通过了90%置信水平的显著性检验。折线图为北美大陆（下方左图）和欧亚大陆（下方右图）中，上述两组相关通过显著性检验的格点比例随超前月份的变化图，图中横坐标为超前月份，纵坐标为通过显著性检验的格点比例。